一个带正电的油滴悬浮在上下两平行金属板间的匀强电场中恰能平衡,若电场方向向上,油滴半径为r,密度为ρ,空气密度为ρ′,两板间所加电压为U,板间距离为d,油滴所带电量q.为 ___ .

问题描述:

一个带正电的油滴悬浮在上下两平行金属板间的匀强电场中恰能平衡,若电场方向向上,油滴半径为r,密度为ρ,空气密度为ρ′,两板间所加电压为U,板间距离为d,油滴所带电量q.为 ___ .

油滴受重力、电场力和浮力,三力平衡;
重力为:G=mg=ρ(

4
3
πr3)g
电场力为:F=qE=q
U
d

浮力为:F=ρ′(
4
3
πr3)g

根据共点力平衡条件,有:
ρ(
4
3
πr3)g
=q
U
d
+ρ′(
4
3
πr3)g

解得:
q=
(ρ-ρ′)(
4
3
πr3)gd
U
=
(ρ-ρ′)(4πr3)gd
3U

故答案为:
(ρ-ρ′)(4πr3)gd
3U

答案解析:油滴受重力、电场力和浮力,三力平衡,根据共点力平衡条件列求解即可.
考试点:带电粒子在混合场中的运动;共点力平衡的条件及其应用.

知识点:本题关键是明确油滴的受力情况,然后根据共点力平衡条件列式求解,不要漏了浮力,基础题目.